Премія BBVA 2025 за магічний кут графену: як MIT і Техас підтвердили нову фізику

Головна наукова новина тижня зосереджена на графені та точності до часток градуса. Пабло Харільйо-Ерреро, професор фізики імені Сесіла та Айди Ґрін у MIT, разом з Алланом МакДональдом із Техаського університету в Остіні стали лауреатами премії BBVA Foundation Frontiers of Knowledge 2025 у галузі базових наук. Їх відзначили за відкриття "магічного кута" графену – повороту на близько 1,1 градуса, що радикально змінює поведінку матеріалу. Грошова винагорода становить 400 000 євро, яку лауреати розділять.

Хто і за що отримав відзнаку

Премія присуджена за новий підхід до керування властивостями двовимірних матеріалів на кшталт графену. У 2011 році МакДональд показав у теорії, що поворот двох шарів графену приблизно на 1 градус запускає несподівані електронні ефекти. У 2018 році Харільйо-Ерреро продемонстрував це в лабораторії, досягнувши кута близько 1,1 градуса – і матеріал проявив нові стани, зокрема надпровідність. Відтоді дослідження відкрили шлях до отримання також магнетизму та інших керованих властивостей.

Що таке "магічний кут" і чому це працює

Йдеться про обертання двох атомарно тонких шарів графену так, щоб їхні гратки наклалися під специфічним кутом. За цього електрони взаємодіють інакше – виникають нові колективні стани. Тривалий час дослідники складали шари без точного контролю, та зрештою команда MIT навчилася відтворювати кут із потрібною точністю. Методика виявилася концептуально простою, але технологічно непростою – саме вона відкрила "вікно" для нової фізики й інженерії матеріалів.

Навіщо це індустріям

Керована надпровідність потенційно веде до більш сталого передавання електроенергії з мінімальними втратами – одна з ключових обіцянок цієї сфери. Не менш важливо, що обертання шарів графену дає інженерам новий "важіль" для створення матеріалів на замовлення – з потрібною провідністю, магнітними або іншими функціями. Це може прискорити розробку енергоефективної електроніки, сенсорів і пристроїв для квантових технологій.

• 2011 – теорія МакДональда: кут близько 1 градуса породжує нові електронні стани.
• 2018 – експеримент Харільйо-Ерреро: за кута 1,1 градуса з'являється надпровідність.
• 2025 – спільна відзнака лауреатів премією BBVA у базових науках (винагорода – 400 000 євро).

Як народжувалося відкриття

Харільйо-Ерреро зацікавився ідеєю точного суміщення двох шарів графену саме через "білу пляму" у фізиці – там, де попередні підходи не спрацьовували. Крок за кроком команда навчилася контролювати оберт та зменшувати кут до бажаного значення. Після досягнення "магічної" позначки матеріал проявив властивості, яких раніше не спостерігали у звичайному графені.

Що варто знати про премію BBVA

Frontiers of Knowledge Awards охоплюють вісім категорій і від 2009 року відзначили вже понад десяток представників MIT. Мета Фундації BBVA – підтримка наукових досліджень і культурних ініціатив, а також популяризація знань як глобального суспільного блага. Нинішня відзнака підкреслює, що кут у частки градуса може стати ключем до цілої технологічної екосистеми.

Суть на долоні

"Магічний кут" графену доводить: інженерія на атомарному рівні здатна перемикати властивості матеріалів за запитом – від магнетизму до надпровідності. Для читача це означає ближчі перспективи енергоефективної техніки та нових матеріалів із заданими функціями. Варто стежити за продовженням: наступні кроки цієї галузі вже виходять із лабораторій до реальних застосувань.